La revoluci贸n qu铆mica de Antoine-Laurent Lavoisier
Un Lugar Emblem谩tico Internacional en la Historia de la Qu铆mica
Inaugurado el 8 de junio de 1999, en la Academia de las Ciencias del Instituto Franc茅s en Par铆s, Francia
Folleto conmemorativo (PDF en ingl茅s)
Antoine-Laurent Lavoisier cambi贸 para siempre la qu铆mica, tanto te贸rica como pr谩ctica, al crear una serie de nuevos an谩lisis de laboratorio que pondr铆an orden en el caos de conocimiento generado a lo largo de siglos de filosof铆a griega y alquimia medieval. El trabajo de Antoine-Laurent Lavoisier por conceptualizar los principios de la qu铆mica moderna hizo que las generaciones futuras lo consideren el fundador de esta ciencia.
Contenido
Creencias sobre la qu铆mica en la 茅poca de Lavoisier
Cuando un joven Lavoisier de 17 a帽os dej贸 el Colegio de las Cuatro Naciones de Par铆s en 1761, la qu铆mica dif铆cilmente podr铆a considerarse ciencia, tal y como la entendemos hoy. A diferencia de la f铆sica, que hab铆a alcanzado su mayor铆a de edad gracias al trabajo de Isaac Newton un siglo antes, la qu铆mica todav铆a estaba sumida en el legado de los fil贸sofos griegos. La noci贸n de los cuatro elementos de Arist贸teles 鈥� tierra, aire, fuego y agua 鈥� hab铆a sido modificada lentamente por los alquimistas medievales, que agregaron su propio lenguaje y simbolismo arcano.
En el coraz贸n de esta mezcolanza de saberes yac铆a el concepto de flogisto. Desarrollado por el cient铆fico alem谩n Georg Ernst Stahl a principios del siglo XVIII, el flogisto era un concepto qu铆mico dominante de la 茅poca, ya que parec铆a explicar muchas cosas de una manera simple. Stahl cre铆a que cada sustancia combustible conten铆a un componente universal del fuego, al que llam贸 flogisto, procedente de la palabra griega para decir inflamable. Debido a que una sustancia combustible como el carb贸n pierde peso cuando se quema, Stahl razon贸 que este cambio se deb铆a a la p茅rdida de flogisto, que pasaba a formar parte del aire.
Por lo tanto, se pensaba que cuanto menos residuo dejaba una sustancia despu茅s de ser quemada, mayor era su contenido de flogisto. Pasando de sustancias org谩nicas a metales, Stahl sab铆a que una cal met谩lica (lo que hoy conocemos como 贸xidos), formaba el metal original al calentarla con carb贸n. Para explicarlo, propuso que el flogisto del carb贸n vegetal se un铆a con la cal. Por lo tanto, los metales tambi茅n se clasificaban como combustibles, ya que se pensaba que conten铆an flogisto.
La dificultad de este marco te贸rico resid铆a en la reacci贸n inversa. Cuando los metales se calentaban al aire, el producto resultante pesaba m谩s que el metal original. No menos, como era de esperar si el metal hubiera perdido el componente de flogisto. Esta inconsistencia hizo que algunos flogistonistas sugiriesen que el flogisto ten铆a un peso negativo. Lavoisier conoci贸 el flogisto gracias a Guillaume Fran莽ois Rouelle, a cuyas conferencias asisti贸 mientras estudiaba derecho. En 1772, despu茅s de haber abandonado las leyes para emprender su carrera cient铆fica, Lavoisier dirigi贸 su curiosidad al estudio de la combusti贸n.
La importancia de la tarea que ten铆amos a la vista me impuls贸 a emprender todo este trabajo, que me parec铆a destinado a provocar una revoluci贸n en鈥� la qu铆mica. Queda por hacer una inmensa serie de experimentos. 鈥� Antoine-Laurent Lavoisier, 20 de febrero de 1773
La combusti贸n y el ataque al flogisto
En sus experimentos con f贸sforo y azufre, sustancias que se quemaban f谩cilmente, Lavoisier demostr贸 que, al combinarse con el aire, aumentaban de peso. Con cal de plomo pod铆a capturar una gran cantidad de aire, que se liberaba cuando se calentaba dicha cal. Para Lavoisier, que a estas alturas ya era esc茅ptico, el flogisto no pod铆a explicar estos resultados.
Aunque Lavoisier se dio cuenta de que la combusti贸n involucraba al aire, la composici贸n exacta del aire no se conoc铆a por aquel entonces. En agosto de 1774, el eminente fil贸sofo natural ingl茅s Joseph Priestley se reuni贸 con Lavoisier en Par铆s. Describi贸 c贸mo, recientemente, hab铆a calentado cal de mercurio (un polvo rojo) y recogido un gas que hac铆a arder una vela de manera potente. Priestley cre铆a que su "aire puro" mejoraba la respiraci贸n y hac铆a que las velas ardiesen por m谩s tiempo porque estaba libre de flogisto. Por esta raz贸n, llam贸 al gas que obtuvo de la descomposici贸n de la cal de mercurio 鈥渁ire desflogisticado".
Intrigado, Lavoisier repiti贸 en Par铆s el experimento de Priestley con mercurio y otros metales. Finalmente lleg贸 a la conclusi贸n de que el aire com煤n no era una sustancia simple. En cambio, argument贸, deb铆a de haber dos componentes: uno que se combinaba con el metal y apoyaba la respiraci贸n, y otro que no apoyaba ni la combusti贸n ni la respiraci贸n. En 1777, Lavoisier estaba listo para proponer una nueva teor铆a de la combusti贸n que exclu铆a el flogisto. La combusti贸n, dijo, era la reacci贸n de un metal o una sustancia org谩nica con esa parte del aire com煤n que denomin贸 "eminentemente respirable". Dos a帽os despu茅s, anunci贸 a la Real Academia de Ciencias de Par铆s que hab铆a descubierto que la mayor铆a de los 谩cidos conten铆an este aire respirable. Lavoisier lo llam贸 ox铆geno, combinando las dos palabras griegas para decir generador de 谩cido.
Lavoisier comenz贸 su ataque a gran escala contra el flogisto en 1783, afirmando que "el flogisto de Stahl es imaginario". Llam贸 al flogisto "un verdadero Proteo, que cambia de forma a cada instante", Lavoisier afirm贸 que era hora de "reconducir la qu铆mica a una forma m谩s estricta de pensar" y "distinguir lo que es hecho y observaci贸n de lo que es sistema e hip贸tesis". Como punto de partida, ofreci贸 su teor铆a de la combusti贸n, en la que el ox铆geno juega un papel central.
Creencias previas sobre el flogisto
A mediados del siglo XVIII, la cuesti贸n m谩s urgente en qu铆mica y f铆sica era determinar qu茅 sucede exactamente cuando algo se quema. La teor铆a predominante era que los materiales inflamables conten铆an una sustancia llamada "flogisto" (de la palabra griega para quemar) que se liberaba durante la combusti贸n.
La teor铆a afirmaba que cuando una vela ard铆a, por ejemplo, el flogisto se transfer铆a de ella al aire circundante. Cuando el aire se satura con flogisto y no puede contener m谩s, la llama se apaga. Respirar tambi茅n era una forma de eliminar el flogisto de un cuerpo. Una prueba t铆pica para determinar la presencia de flogisto era colocar un rat贸n en un recipiente y medir cu谩nto tiempo viv铆a. Cuando el aire del recipiente no aceptase m谩s flogisto, el rat贸n morir铆a.
Antoine Lavoisier refut贸 la existencia del flogisto y ayud贸 a formar la base de la qu铆mica moderna utilizando el descubrimiento del ox铆geno de Joseph Priestley.
Surge una nueva qu铆mica
En 1766, el ingl茅s Henry Cavendish aisl贸 un gas que llam贸 "aire inflamable", porque se quemaba con facilidad. Priestley not贸 que cuando el aire inflamable y el aire com煤n se encend铆an con una chispa en un recipiente cerrado, una peque帽a cantidad de "roc铆o" se formaba en las paredes de vidrio. Cuando Cavendish repiti贸 el experimento, descubri贸 que el roc铆o era en realidad agua. Cavendish explic贸 los resultados intentando usar la teor铆a del flogisto y asumi贸 que el agua estaba presente en cada uno de los dos aires antes de la ignici贸n.
Para Lavoisier, la combusti贸n significaba combinar una sustancia con ox铆geno; sin embargo, algunos todav铆a segu铆an dudando de su nueva qu铆mica, ya que no pod铆a explicar la combusti贸n del "aire inflamable". En junio de 1783, Lavoisier hizo reaccionar ox铆geno con aire inflamable, obteniendo "agua en estado muy puro". Concluy贸 correctamente que el agua no era un elemento, sino un compuesto de ox铆geno y aire inflamable (o hidr贸geno, como se conoce ahora). Para respaldar su afirmaci贸n, Lavoisier logr贸 descomponer el agua en ox铆geno e hidr贸geno. Ahora, conociendo聽 la composici贸n del agua, se podr铆a eliminar la 煤ltima objeci贸n al descarte del flogisto.
Para Lavoisier, era el momento de "librar a la qu铆mica de todo tipo de impedimento que retrase su avance", incluyendo una reforma que incluye un nuevo lenguaje. Louis Bernard Guyton de Morveau, Claude Louis Berthollet, Antoine Fran莽ois Fourcroy y Lavoisier adoptaron la idea de elemento, que hab铆a sido propuesta originalmente por Robert Boyle m谩s de un siglo antes, pero que los cient铆ficos hab铆an聽 ignorado.聽 Conservaron algunos nombres antiguos para muchos elementos y sustancias. Pero cuando un elemento se combinaba con otro elemento, el nombre del compuesto ahora reflejaba algo sobre su composici贸n qu铆mica. Por ejemplo, una cal era la combinaci贸n de un metal y ox铆geno; por lo tanto, la cal de zinc se convirti贸 en el 贸xido de zinc. Lavoisier y sus colegas predijeron que si el nuevo sistema se "emprende sobre principios s贸lidos鈥� se adaptar谩 naturalmente a los descubrimientos futuros". Resistiendo la prueba del tiempo, las bases de este sistema todav铆a se emplean hoy en d铆a.
El nuevo marco para la qu铆mica de Lavoisier fue presentado para que todos lo vieran en el 鈥淭rait茅 脡l茅mentaire de Chimie鈥�, publicado en Par铆s en 1789. Como si fuera un libro de texto, el Trait茅 incorpor贸 los fundamentos de la qu铆mica moderna. Explic贸 la influencia del calor en las reacciones qu铆micas, la naturaleza de los gases, las reacciones de 谩cidos y bases para formar sales y el aparataje utilizado para realizar experimentos qu铆micos. Por primera vez, se defini贸 la Ley de Conservaci贸n de la Masa, en la que聽 Lavoisier afirmaba que "... en cada operaci贸n existe una cantidad igual de materia tanto antes como despu茅s de la operaci贸n". Quiz谩s la caracter铆stica m谩s llamativa del Trait茅 fue su "Tabla de sustancias simples", la primera lista moderna de los elementos entonces conocidos.
Lavoisier no esperaba que sus ideas fueran adoptadas de inmediato, porque pensaba que aquellos que cre铆an en el flogisto "adoptar铆an nuevas ideas s贸lo con dificultad". Lavoisier puso su fe en la generaci贸n m谩s joven, que estar铆a m谩s abierta a nuevos conceptos. Dos a帽os despu茅s, en 1791, los resultados fueron obvios. "Todos los qu铆micos j贸venes", reflexion贸, "adoptan la teor铆a, y por eso pienso que la revoluci贸n de la qu铆mica ha sucedido". Su legado perdura m谩s de 200 a帽os despu茅s.
La vida de Antoine-Laurent Lavoisier聽聽(1743-1794)
"Lavoisier era un parisino de los pies a la cabeza y un hijo de la Ilustraci贸n", escribi贸 el bi贸grafo Henry Guerlac. Hijo de Jean-Antoine y 脡milie Punctis Lavoisier, ingres贸 en el Colegio de las Cuatro Naciones con 11 a帽os. All铆 recibi贸 una s贸lida formaci贸n en artes y cl谩sicas, y entr贸 en contacto con la mejor ciencia de Par铆s. Lavoisier cedi贸 a la influencia de su padre, abandon贸 su bachillerato en artes y estudi贸 derecho, obteniendo el t铆tulo de abogado en 1763. Pero su inter茅s por la ciencia prevaleci贸, avivado por el ge贸logo Jean-脡tienne Guettard, a quien conoci贸 en el Colegio. Despu茅s de graduarse, comenz贸 una larga colaboraci贸n con Guettard en un estudio geol贸gico de Francia.
Lavoisier mostr贸 una preferencia temprana por las mediciones cuantitativas y pronto comenz贸 a aplicar su inter茅s por la qu铆mica al an谩lisis de muestras geol贸gicas, especialmente el yeso. Debido a su talento para los an谩lisis cuidadosos y su prodigiosa producci贸n, fue elegido miembro de la Academia de Ciencias a la temprana edad de 25 a帽os. Al mismo tiempo, Lavoisier utiliz贸 parte de la fortuna que hab铆a heredado de su madre para comprar una participaci贸n en la Ferme G茅n茅rale, un grupo privado que recaudaba varios impuestos para el gobierno. Esta fat铆dica decisi贸n m谩s tarde le costar铆a la vida en el punto 谩lgido de vida.
Se cas贸 con Marie Anne Pierrette Paulze el 16 de diciembre de 1771; 茅l ten铆a 28 a帽os y ella 14. "El matrimonio fue feliz", seg煤n el bi贸grafo de Lavoisier, Douglas McKie. "La se帽ora Lavoisier pose铆a una gran inteligencia; se interes贸 mucho por el trabajo cient铆fico de su marido y r谩pidamente empez贸 a participar en sus trabajos. M谩s tarde, lo ayud贸 en el laboratorio y dibuj贸 bocetos de sus experimentos. Realiz贸 muchas de las anotaciones en sus cuadernos de laboratorio. Aprendi贸 ingl茅s y tradujo varias memorias cient铆ficas al franc茅s".
Lavoisier se involucr贸 a煤n m谩s en la vida p煤blica en 1775, cuando fue nombrado uno de los cuatro comisionados de la Comisi贸n de la P贸lvora, encargado de reformar y mejorar la producci贸n de p贸lvora. Lavoisier traslad贸 su residencia y laboratorio al arsenal de Par铆s. Durante casi 20 a帽os, atrajo a muchos visitantes distinguidos. Dedicaba varias horas todos los d铆as y un d铆a completo a la semana a experimentos en su laboratorio. Seg煤n su esposa: "Fue para 茅l un periodo de felicidad; algunos amigos que compartieron sus puntos de vista y algunos j贸venes orgullosos de ser admitidos a colaborar en sus experimentos, se reun铆an por la ma帽ana en el laboratorio. All铆 almorzaban; all铆 debat铆an... Fue all铆 donde se pod铆a escuchar a este hombre con su mente precisa, su clara inteligencia, su gran genio, la altivez de sus principios filos贸ficos iluminando la conversaci贸n ".
Ir贸nicamente, Lavoisier, el revolucionario qu铆mico ardiente, qued贸 atrapado en la red de intrigas de una revoluci贸n pol铆tica. El Trait茅 se public贸 en 1789, el mismo a帽o del asalto a la Bastilla, la infame prisi贸n parisina. Un a帽o despu茅s, Lavoisier se quej贸 de que "el estado de los asuntos p煤blicos en Francia... ha retrasado temporalmente el progreso de la ciencia y ha distra铆do a los cient铆ficos del trabajo que es m谩s preciado para ellos".
Lavoisier, sin embargo, no pudo escapar de la ira de Jean-Paul Marat, el inflexible revolucionario que comenz贸 a denostarlo p煤blicamente en enero de 1791. Durante el Reinado del Terror, se emitieron 贸rdenes de arresto para todos los miembros de la Ferme G茅n茅rale, incluido Lavoisier. En la ma帽ana del 8 de mayo de 1794, fue juzgado y condenado por el Tribunal Revolucionario como principal en la "conspiraci贸n contra el pueblo de Francia". Fue enviado a la guillotina esa tarde. Al d铆a siguiente, su amigo, el matem谩tico franc茅s Joseph-Louis Lagrange, coment贸 que " llev贸 s贸lo un instante cortar esa cabeza, y llevar谩 al menos cien a帽os producir otra igual".
Inauguraci贸n del Lugar Emblem谩tico Hist贸rico y agradecimientos
Inauguraci贸n del Lugar Emblem谩tico
La ACS y la Sociedad Francesa de Qu铆mica inauguraron 鈥淎ntoine-Laurent Lavoisier: La Revoluci贸n Qu铆mica鈥� como Lugar Emblem谩tico Hist贸rico Internacional en la Historia de la Qu铆mica en la Real Academia de Ciencias de Par铆s el 8 de junio de 1999. La versi贸n en espa帽ol del texto de la placa presentado a la Academia de las Ciencias del Instituto de Francia dice:
En estos edificios, por aquel entonces llamados "Coll猫ge Mazarin" o "de las Cuatro Naciones", estudi贸 Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794) desde 1754 hasta 1761. Fue elegido miembro de la Real Academia de Ciencias en 1768, donde present贸 sus importantes estudios sobre el ox铆geno en qu铆mica. Estos comenzaron con un "pli cachet茅" del 2 de noviembre de 1772 y, despu茅s de que probara experimentalmente la composici贸n qu铆mica del agua por el m茅todo cuantitativo, culmin贸 con su abandono de la teor铆a flog铆stica en 1785. En 1787, propuso los principios de un nuevo M茅thode de Nomenclature Chimique, en colaboraci贸n con los qu铆micos Guyton de Morveau, Berthollet y Fourcroy y con la ayuda de los matem谩ticos Monge y Laplace. La publicaci贸n de su 鈥淭rait茅 El茅mentaire de Chimie鈥� dos a帽os m谩s tarde convenci贸 a los qu铆micos franceses y extranjeros de sus teor铆as. Sus trabajos, almacenados en los Archivos de la Academia de Ciencias, dan testimonio de la concepci贸n y maduraci贸n de sus ideas revolucionarias, que est谩n en los cimientos de la qu铆mica moderna.
Agradecimientos
Adaptado para Internet de "The Chemical Revolution", producido por el programa de Lugares Emblem谩ticos Nacionales en la Historia de la Qu铆mica de la ACS en 1999.
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